高中地理《海水資源、海水化學(xué)資源及海洋能開(kāi)發(fā)》學(xué)案1（魯教版選修2）

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第二單元 開(kāi)發(fā)海洋資源 第一節(jié) 海水資源、海水化學(xué)資源及海洋能開(kāi)發(fā) 【學(xué)習(xí)指導(dǎo)】 1、了解海水資源、海洋化學(xué)資源、海底礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用的特點(diǎn)和現(xiàn)狀。 2、明確潮汐能、波浪能等的特點(diǎn)，以及海洋能的開(kāi)發(fā)前景。 【知識(shí)結(jié)構(gòu)】 【重難點(diǎn)知識(shí)講解】 一、海水資源的開(kāi)發(fā)利用 海水的水資源化利用包括從海水中提取淡水，用海水代替淡水和海水養(yǎng)殖、海水農(nóng)業(yè)等，即通常所講的海水淡化、海水直接利用和海水綜合利用等。 海水淡化的方法主要有兩類：一是從海水中析出各種化學(xué)元素，從而達(dá)到獲取淡水的目的，如電滲析法、離子交換法和壓滲法等；二是從海水中分離出淡水，如蒸餾法、反滲透法、水合物法、溶劑萃取法和冰凍法等。蒸餾淡化技術(shù)又分為低溫多效、多級(jí)閃蒸和壓汽蒸餾三種。目前反滲透法海水淡化已成為發(fā)展速度最快也較適于產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)。 海水直接利用，主要是以海水直接代替淡水作為工業(yè)用水、生活用水以節(jié)約淡水資源。包括海水冷卻、海水沖廁等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市用水中約80％是工業(yè)用水，工業(yè)用水中約80％是工業(yè)冷卻用水。開(kāi)發(fā)利用海水代替淡水做工業(yè)冷卻用水，對(duì)緩解我國(guó)沿海地區(qū)淡水資源緊缺的局面，意義深遠(yuǎn)。利用海水作為大生活用水(海水沖廁)代替城市生活用淡水，具有非常重要的節(jié)水意義。城市生活用水占城市用水的20％，而沖廁用水占城市生活用水量的35％—40％，利用海水代替淡水作為沖廁用水，是節(jié)約水資源的一項(xiàng)重要措施。 海水綜合利用涉及海水中微量元素的提取以及相關(guān)元素的高附加值產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)以及海水養(yǎng)殖、海水農(nóng)業(yè)等方面。利用海水淡化、海水冷卻排放的濃縮海水，開(kāi)展海水化學(xué)資源綜合利用，形成海水淡化、海水冷卻和海水資源綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈，是實(shí)現(xiàn)資源綜合利用和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要體現(xiàn)。目前世界上海水淡化、海水直接利用和綜合利用技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。 二、海水化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用 海水占地球總水量的94%，海中不僅有取之不盡、用之不竭的水，還蘊(yùn)藏著人類生活必不可少的食鹽及其他物質(zhì)，所以海水是人類的寶貴資源。 海水化學(xué)資源是指海水中所含有具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的化學(xué)物質(zhì)。作為地球上最大的連續(xù)礦體的海 洋水體，其中已發(fā)現(xiàn)80余種化學(xué)元素。在這些元素中，有的其含量雖然甚微，但由于海洋水體巨大(約為13.7億立方千米)，所以它們?cè)诤Ｋ械目偭糠浅ＸS富。例如鈾，1噸海水只含0. 00033克，而海洋中總鈾量卻有45億噸。在海水化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)中，以鹽類的提取量最大，世界年產(chǎn)量超過(guò)0.5億噸；其中，中國(guó)的食鹽產(chǎn)量居世界首位，1983年產(chǎn)量為1194萬(wàn)噸。鹽類在海水中的總重量為5億噸，如果把這些鹽平鋪在陸地上，其厚度可達(dá)150米。目前，人們已能直接從海水中提取稀有元素、化合物和核能物質(zhì)(如從海水中提鎂、溴、磺、鉀、鈾和重水等)，其中有的資源已進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)，有的正在研究之中。 三、海洋能的特點(diǎn)和開(kāi)發(fā)前景 海洋能是蘊(yùn)藏在海洋中的可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能和潮流能、海洋溫差能和海洋鹽度差能。潮汐能和潮流能來(lái)自月球和太陽(yáng)的引力作用，其他海洋能都來(lái)源于太陽(yáng)輻射能。這五種海洋能在全球的可再生總量約為788億千瓦，技術(shù)上可利用的能量為64億千瓦。目前只有潮汐發(fā)電技術(shù)和小型波浪發(fā)電技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段，其他幾種仍在研究試驗(yàn)階段。海洋能的能量密度較小且不穩(wěn)定，隨時(shí)間變動(dòng)大；海洋環(huán)境復(fù)雜，海洋能裝置要有能抗風(fēng)暴、抗海水腐蝕、抗海生物附著的能力?，F(xiàn)階段，海洋能試驗(yàn)性發(fā)電的成本較高，尚不能與常規(guī)火電、水電競(jìng)爭(zhēng)。但海洋能總量大，無(wú)污染，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小，是一種有開(kāi)發(fā)潛力的可再生能源。 1、潮汐能 潮汐能就是潮汐運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量，是人類利用最早的海洋動(dòng)力資源。中國(guó)在唐朝沿海地區(qū)就出現(xiàn)了利用潮汐來(lái)推磨的小作坊。后來(lái)，到了11-12世紀(jì)，法、英等國(guó)也出現(xiàn)了潮汐磨坊。到了二十世紀(jì)，潮汐能的魅力達(dá)到了高峰，人們開(kāi)始懂得利用海水上漲下落的潮差能來(lái)發(fā)電。據(jù)估計(jì)，全世界的海洋潮汐能約有二十億多千瓦，每年可發(fā)電12400萬(wàn)億度。 今天，世界上第一個(gè)也是最大的潮汐發(fā)電廠就處于法國(guó)的英吉利海峽的朗斯河河口，年供電量達(dá)5.44億度。一些專家斷言，未來(lái)無(wú)污染的廉價(jià)能源是永恒的潮汐。而另一些專家則著眼于普遍存在的，浮泛在全球潮汐之上的波浪。 2、波浪能 波浪能是一種密度小、不穩(wěn)定的能源。中國(guó)沿岸波浪能總功率約0.7～1億千瓦，集中分布在浙江、福建、廣東、海南和臺(tái)灣5 省。將波浪能收集起來(lái)并轉(zhuǎn)換成電能或其他形式能量的波能裝置有設(shè)置在岸上的和漂浮在海里的兩種。按能量傳遞形式分類有直接機(jī)械傳動(dòng)、低壓水力傳動(dòng)、高壓液壓傳動(dòng)、氣動(dòng)傳動(dòng)4 種。其中氣動(dòng)傳動(dòng)方式采用空氣渦輪波力發(fā)電機(jī)，把波浪運(yùn)動(dòng)壓縮空氣產(chǎn)生的往復(fù)氣流能量轉(zhuǎn)換成電能，旋轉(zhuǎn)件不與海水接觸，能作高速旋轉(zhuǎn)，因而發(fā)展較快。波力發(fā)電裝置五花八門，不拘一格，有點(diǎn)頭鴨式、波面筏式、波力發(fā)電船式、環(huán)礁式、整流器式、海蚌式、軟袋式、振蕩水柱式、多共振蕩水柱式、波流式、擺式、結(jié)合防波堤的振蕩水柱式、收縮水道式等十余種。我國(guó)研制的新型波力發(fā)電裝置也曾打入國(guó)際市場(chǎng)。 近年來(lái)，挪威、日本和前蘇聯(lián)都建立了波浪發(fā)電站，英國(guó)與印度簽訂了合同，在印度建造世界最大的波浪發(fā)電站，發(fā)電能力5000千瓦。據(jù)挪威的實(shí)驗(yàn)，一條捕魚(yú)船在被大西洋的波浪沖擊條件下從波浪吸收的能量等于船上的發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的能量。如果這項(xiàng)技術(shù)能夠普及和提高，那么航行在大海上的船就可以不用帶燃料了！ 3、海流能和潮流能 海洋中部分海水以一定的速度，向著一定方向流動(dòng)所具有的動(dòng)能叫做海流能。比較穩(wěn)定的海流能可用來(lái)發(fā)電。著名的海流能有墨西哥灣暖流能等。 潮流能是海水產(chǎn)生周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的能量，主要集中在某些狹窄的海峽或海灣。海流和潮流發(fā)電裝置類似，可統(tǒng)稱為海流發(fā)電。 4、海洋溫差能和海洋鹽度差能 在海洋深處（1000米左右）溫度經(jīng)常保持在4℃，而熱帶海洋表面可高達(dá)二十幾度，海洋表層與深層存在約20度的溫差。這一海洋溫差蘊(yùn)藏的能量全球可開(kāi)發(fā)量約100億千瓦，在各種海洋能中居首位。 我國(guó)海洋溫差資源集中在南海和臺(tái)灣東岸的太平洋熱帶海域。利用海洋溫差發(fā)電的技術(shù)叫做海洋熱能轉(zhuǎn)換。根據(jù)熱循環(huán)系統(tǒng)所用工質(zhì)及流程不同可分為閉式循環(huán)海洋熱能轉(zhuǎn)換和開(kāi)式循環(huán)海洋熱能轉(zhuǎn)換，以及混合循環(huán)三種類型。無(wú)論哪一種實(shí)驗(yàn)裝置現(xiàn)在的效率都較低，只有2.5％左右。此外，還有霧滴提升循環(huán)、全流循環(huán)、熱電效應(yīng)等轉(zhuǎn)換方式。海洋熱能電站可分為陸基電站和?；ㄆ。╇娬尽Ｔ诮尤牒？诘秃Ｋg，或者鹽分濃度不同的海水之間，由于所含鹽分不同，在界面上產(chǎn)生了巨大的能量。在界面上安置半透膜，將這一能量以滲透壓的形式表示出來(lái)時(shí)，稱作鹽度差能。海洋鹽度差能的利用還未到實(shí)用階段。 【學(xué)海泛舟】 我國(guó)海水利用現(xiàn)狀 我國(guó)是一個(gè)海洋大國(guó)，擁有渤海、黃海、東海、南海四大內(nèi)海，面臨太平洋和印度洋兩大洋，有1.8萬(wàn)多km的海岸線。如何利用海水資源以緩解水資源危機(jī)是我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)十分關(guān)注的問(wèn)題。我國(guó)海水淡化技術(shù)研究始于1958年，起步時(shí)采用的是電滲析技術(shù)，以后逐步過(guò)渡到反滲透技術(shù)和蒸餾技術(shù)。1981年，我國(guó)在西沙群島建成第一個(gè)日產(chǎn)200m3的電滲析海水淡化站，之后，在浙江嵊泗縣、山東長(zhǎng)島縣和大連常海縣相繼建立了千噸級(jí)的海水淡化工程。在科技部、國(guó)家計(jì)委等有關(guān)部委及地方政府的支持下，我國(guó)的海水資源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)在“八五”“九五”期間，發(fā)展很快，在一些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域已取得了重大突破。我國(guó)已全面掌握國(guó)際上已經(jīng)商業(yè)化的蒸餾法和反滲透(膜)法等海水淡化主流技術(shù)?！笆濉逼陂g已經(jīng)進(jìn)入工程示范階段。目前在遼寧、山東、浙江、河北、甘肅等地已建、在建規(guī)模在500～18000m3／d海水和苦咸水淡化示范工程已達(dá)到12項(xiàng)。全國(guó)包括引進(jìn)系統(tǒng)在內(nèi)的反滲透海水、苦咸水(半海水)淡化產(chǎn)量估計(jì)日產(chǎn)達(dá)35000m3以上。隨著技術(shù)的進(jìn)步、新材料的應(yīng)用，不僅使產(chǎn)量提高，而且淡化成本也在大幅度降低。海水淡化的成本已從20世紀(jì)90年代的7元／m3左右降至目前的5元／m3左右。 此外，在海水直接利用方面，我國(guó)青島、大連、天津、上海、寧波、廈門、深圳等沿海城市的近百家單位均有利用海水作為工業(yè)冷卻用水的實(shí)踐。我國(guó)海水直流冷卻已有近70年的應(yīng)用歷史，更先進(jìn)的循環(huán)冷卻技術(shù)在我國(guó)業(yè)已取得成效，已具備了示范條件。利用海水作為大生活用水(海水沖廁)代替城市生活用淡水，是節(jié)約水資源的一項(xiàng)重要措施。我國(guó)香港地區(qū)20世紀(jì)50年代末開(kāi)始通過(guò)立法的形式推廣海水沖廁技術(shù)，現(xiàn)已形成了一套完整的處理系統(tǒng)和管理體系。目前香港的海水沖廁已達(dá)總數(shù)的75％，每年節(jié)省淡水約為2.12億m3。目前我國(guó)海水直接利用的規(guī)模還很小，據(jù)中國(guó)水資源公報(bào)2002年全國(guó)海水直接利用量?jī)H為216 億m3，而日本每年約為3000億m3，美國(guó)每年約為1000億m3，差距很大。 【同步練習(xí)】 一、單項(xiàng)選擇題 1、利用潮汐和波浪發(fā)電（ ） A．技術(shù)要求高 B．經(jīng)濟(jì)效益高 C．工程投資小 D．環(huán)境污染嚴(yán)重 2、下列敘述正確的是（ ） A．海洋不僅是全球生命支持系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，也是有助于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的寶貴財(cái)富 B．海洋水不可以直接作為工業(yè)冷卻水源，要經(jīng)過(guò)淡化才可利用 C．目前海洋化學(xué)資源開(kāi)發(fā)達(dá)到工業(yè)規(guī)模有食鹽、鎂、淡水和重水 D．錳結(jié)核主要分布在大陸架淺海區(qū)，是目前人類開(kāi)發(fā)的金屬礦產(chǎn)資源 3、下列敘述，正確的是（ ） A．深海是一個(gè)里暗、缺氧、高溫、高壓的環(huán)境 B．海水的腐蝕性強(qiáng)，海水的破壞性大 C．海洋能源密度大，儲(chǔ)量也大 D．海洋空間資源開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)高投資，高技術(shù)難度，高風(fēng)險(xiǎn)工程。所以人類暫時(shí)無(wú)法開(kāi)發(fā)利用它。 4、海洋空間資源開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)高投資，高技術(shù)難度，高風(fēng)險(xiǎn)的工程，原因不正確的是（ ） A．海洋資源不僅數(shù)量大，而且資源密集程度高 B．人類活動(dòng)在近海及海洋表面要抗御多變海洋氣象狀況和海水的運(yùn)動(dòng)。 C．人類在深?；顒?dòng)要能適應(yīng)黑暗、高壓、低溫、缺氧的環(huán)境 D．海水的腐蝕性強(qiáng)，海水的破壞性大 5、目前人們利用的淡水資源主要是（ ） A. 河流水和湖泊水 B. 地下水和冰川 C. 河流水和深層地下水 D. 河流水、淡水湖泊水及淺層地下水 6、荷蘭鹿特丹成為世界最大港之一的原因是( ) ①鹿特丹港通過(guò)開(kāi)鑿連通地中海的運(yùn)河，改善水運(yùn)條件 ②利用中轉(zhuǎn)散裝貨物的機(jī)能，發(fā)展了農(nóng)礦產(chǎn)品加工業(yè)和造船工業(yè) ③中繼貿(mào)易帶動(dòng)了腹地近代工業(yè)的迅速發(fā)展，腹地覆蓋了整個(gè)歐洲國(guó)家 ④港灣和航空設(shè)施完善，港口中轉(zhuǎn)機(jī)能非常突出 A. ①③B. ①④C. ②④D. ②③ 7、建設(shè)人工島( ) A. 是海洋空間利用的最佳方式 B. 可以緩解人多地少的矛盾 C. 對(duì)海洋生態(tài)沒(méi)有影響 D. 不會(huì)改變所屬國(guó)的海洋權(quán)限 8、下列海洋空間和開(kāi)發(fā)利用搭配正確的是( ) A. 交通運(yùn)輸——海港碼頭、海底遂道、海底貨場(chǎng) B. 海上生產(chǎn)空間——海上電站、工業(yè)人工島、海上油庫(kù) C. 海上通信與電力輸送空間——海底電纜、海底光纖 D. 海上文化娛樂(lè)設(shè)施空間——海濱浴場(chǎng)、海上運(yùn)動(dòng)區(qū)、海洋牧場(chǎng) 9、近些年探明：海底“可燃冰”(天然氣水合物)儲(chǔ)量極為豐富，其開(kāi)發(fā)技術(shù)亦日趨成熟。開(kāi)發(fā)利用“可燃冰”將產(chǎn)生的環(huán)境效益有( ) A. 可取代一些核電站，減少核廢料的污染 B. 無(wú)CO2排放，減輕“溫室效應(yīng)” C. 可取代水電站，改善大氣質(zhì)量 D. 部分替代煤和石油，減輕對(duì)大氣的污染 10、有關(guān)海洋新能源的敘述，正確的是 ( ) A. 密度一般很大，開(kāi)發(fā)難度小 B. 能量巨大，可再生，目前都具有商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值 C. 利用海洋新能源可以減少環(huán)境污染，有利于保護(hù)環(huán)境 D. 開(kāi)發(fā)海洋新能源投資少，效益高 二、綜合題 11、我國(guó)第一座海水淡化廠建立在 ，目前我國(guó)最大的潮汐電站是浙江溫嶺潮汐電站。 12、讀右圖，回答問(wèn)題： （1）海洋漁業(yè)資源主要集中在字母　　　處，因?yàn)棰佟　　　　　。凇　　　　　　　? （2）A代表陸地進(jìn)入海洋的　　　　　　，C代表　 　，石油、天然氣主要分布在　　　　　　 (字母)處，錳結(jié)核分布在　　　　　(字母)處。 （3）圖中箭頭B表示 ，其原因主要有①洋流中的　　　　　　流；②溫帶海區(qū)冬季表層海水溫度 ，底層海水溫度 ，海水產(chǎn)生較大規(guī)模的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。 （4）簡(jiǎn)要回答：為什么說(shuō)目前人類開(kāi)發(fā)利用海洋資源和能源是歷史發(fā)展的必然趨勢(shì)? 【參考答案】 一、單項(xiàng)選擇題 1、A 2、A 3、B 4、A 5、D 6、C 7、B 8、C 9、D 10、C 二、綜合題 11、西沙群島 江廈 12、（1）D ①淺海，陽(yáng)光集中，生物光合作用強(qiáng) ②入海河流帶來(lái)豐富營(yíng)養(yǎng)鹽類，浮游生物繁盛 （2）A富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的水流泥沙 C浮游生物 D F （3）海水渦流將海底營(yíng)養(yǎng)鹽類帶到表層（或海水上泛） 上升 低 高 （4）海洋有豐富的資源，當(dāng)今全球糧食、資源、能源供應(yīng)緊張與人口迅速增長(zhǎng)的矛盾日益突出，所以開(kāi)發(fā)利用海洋中的豐富資源已是歷史發(fā)展的必然趨勢(shì)。 高考學(xué)習(xí)網(wǎng)－中國(guó)最大高考學(xué)習(xí)網(wǎng)站Gkxx.com | 我們負(fù)責(zé)傳遞知識(shí)！